[發明專利]一種提高金藻碳水化合物生產力的培養方法

在審

• 申請號: 201410532569.2
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN105506023A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 薛松;王茜;曹旭鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C12P19/04
• 分類號: C12P19/04;C12R1/89
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明屬于海洋生物技術領域，具體涉及金藻及細胞內碳水化合物生產。

背景技術

金藻是一種常見的海洋微藻，營養豐富，是一種主要的餌料藻。金藻細胞 內富含多不飽和脂肪酸及以金藻昆布多糖為主的碳水化合物，其中昆布多糖在 腎衰竭防止、痛風等疾病的防治上具有很好的效果，因此金藻也是一種重要的 保健食品原料。

近年來，隨著第三代生物能源和新型生物基化學品應用開發的興起，海洋 微藻因其不占可耕地、不占淡水資源，并可吸收煙道氣中的CO₂及利用廢水中的 氮、磷以解決環境問題而受到多方面的關注。其中，生物質生產效率的定向調 控是微藻應用開發研究的一個熱點。以湛江等鞭金藻自養培養為例，在限氮調 控下，細胞干重的60％左右由碳水化合物構成，同時中性脂比例也升高。但是氮 限制也會導致其光合效率下降，碳源輸入不足，進而影響細胞內碳水化合物的 生產效率。一個可能的解決方法是在微藻培養過程中引入有機碳源，以提升碳 水化合物的產率和產量。本發明正式在這一思路指導下，將光自養氮限制培養 與輔助碳源添加結合，進一步強化金藻碳水化合物的生產能力。

發明內容

本發明的目的在于通過改變培養方式及添加輔助碳源，提高金藻碳水化合 物生產力。

為了實現上述目的，本發明采用的培養方法包括以下步驟：

在金藻氮限制光自養培養過程中，通過添加甘油為輔助碳源，使金藻氮脅 迫條件下儲能物質積累與碳源輸入相平衡，最終實現碳水化合物產率的提高。

1)藻種培養于錐形瓶中，培養至指數生長期使用；

2)將指數生長期的藻細胞接種于滅菌的F/2培養基中，添加甘油培養至平 臺期收獲藻細胞，測定干重；

3)碳水化合物的測定：將收獲的藻細胞烘干得藻粉，采用硫酸-蒽酮法(參 考文獻：[1]馮迪娜,艾江寧,劉亞男,等.含氮類培養基對海洋微藻Isochry siszhanjiangensis油脂與碳水化合物積累的影響[J].中國生物工程雜志,2 011,10:29-34.)測定藻細胞內的碳水化合物含量。

培養參數：

1)氮限制培養指的是以F/2培養基基礎上，調整初始氮元素濃度至2.0～3.0 mmol/L(以硝酸鈉計)，而磷源、金屬元素、微量元素各添加常規F/2的2～4倍；

2)將指數生長期的藻細胞接種于滅菌的培養基中，添加甘油的時間為接種 時添加，即培養第0天添加；

3)添加0.2～0.4％(v/v)的甘油，相對應的濃度為(9～18)×10^-6mmol/L/cell (每個細胞所受的甘油濃度)；

4)培養溫度23～27℃，光強110～150μmol.m^-2s^-1，光暗比為14h：10h， 通入含4.0％CO₂的空氣，通氣速率0.4～0.6vvm。

在接種時添加甘油的濃度為(9～18)×10^-6mmol/L/cell。

金藻光自養培養過程是指金藻由指數生長期培養至平臺期時收獲生物質。

所述氮限制培養是指接種時使用3xF/2培養基，即氮源、磷源、金屬元 素、微量元素各添加常規F/2的3倍。

F/2營養鹽母液配制：

(1)氮源：稱取75gNaNO₃溶于1L去離子水；

(2)磷源：稱取5gNaH₂PO₄·H₂O溶于1L去離子水；

(3)金屬元素：分別稱取3.15gFeCl₃·6H₂O,4.36gNa₂EDTA,0.0098g CuSO₄·5H₂O,0.0063gNa₂MoO₄·2H₂O,0.022gZnSO₄·7H₂O,0.01gCoCl₂·6H₂O, 0.18gMnCl₂·4H₂O溶于1L去離子水；